JP2005302106A - Prism and optical pickup device using the same, and optical system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入射光を反射する光学薄膜を有したプリズム及びそれを用いた光ピックアップ装置、光学系に関する。 The present invention relates to a prism having an optical thin film that reflects incident light, an optical pickup device using the prism, and an optical system.
CDやDVD等の光ディスクを再生または記録する光ディスク装置は、媒体に応じて異なる波長の光を用いて信号の読み取りや書き込みが行われる。特許文献1等には光ディスクの読み取りを行う光ピックアップ装置が開示されている。この光ピックアップ装置はそれぞれ波長の異なる光を出射する複数の光源を有し、光ディスクに応じた波長の光を出射する。光源とディスクとの間にはPBS膜を有するPBSプリズム、λ/4板、集光レンズが配される。図5はこれらの配置を示す図である。 An optical disc apparatus that reproduces or records an optical disc such as a CD or a DVD reads and writes signals using light of different wavelengths depending on the medium. Patent Document 1 discloses an optical pickup device that reads an optical disk. This optical pickup device has a plurality of light sources that emit light having different wavelengths, and emits light having a wavelength corresponding to the optical disc. A PBS prism having a PBS film, a λ / 4 plate, and a condenser lens are arranged between the light source and the disk. FIG. 5 shows these arrangements.
PBSプリズム8は光路に対して傾斜した傾斜面を有する透光性の基板8a、8b、8cを貼り合わせて形成されている。基板8a、8bの界面には、P偏光を透過してS偏光を反射するPBS膜8dが設けられている。基板8b、8cの界面には、入射光を反射する反射膜8fが設けられている。λ/4板10は水晶等の異方性結晶から成り、透過光の位相をλ/4だけずらすようになっている。
The
光源から出射される所定の波長のP偏光はPBSプリズム8に入射してPBS膜8dを透過する。プリズム8から出射した光はλ/4板10と集光レンズ11を経て光ディスクDに照射される。光ディスクDで反射した光は集光レンズ11及びλ/4板10を透過してPBSプリズム8に入射する。この時、入射光はλ/4板10を光ディスクDの照射時と反射時の2回透過しているためP偏光がS偏光に変換されている。このため、PBSプリズム8のPBS膜8dでS偏光が反射するとともに反射膜8fで反射して出射され、受光素子(不図示)により受光される。これにより、光ディスクDの情報が読み取られる。
しかしながら、上記従来の光ピックアップ装置によると、PBSプリズム8にはPBS膜8dと反射膜8fとが設けられるため、異なる成膜工程で成膜する必要がある。このため、PBSプリズム8の製造工数が大きい問題があった。また、PBSプリズム8は一つの決められた向きで配置する必要があるため、PBSプリズム8を設置する際に方向を考慮する必要がある。従って、光ピックアップ装置1の製造工数が大きい問題もあった。
However, according to the above-described conventional optical pickup device, the
本発明は、製造工数を削減できるプリズム及びそれを用いた光ピックアップ装置、光学系を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a prism that can reduce the number of manufacturing steps, an optical pickup device using the prism, and an optical system.
上記目的を達成するために本発明は、平行な2面に対して傾斜した接合面を有する第1〜第3透明部材を有し、第1、第2透明部材の両前記接合面を第1光学薄膜を介して接着するとともに第2、第3透明部材の両前記接合面を第2光学薄膜を介して接着されたプリズムにおいて、第1、第2光学薄膜が平行に設けられたPBS膜から成るとともに、第1透明部材の端面と第1光学薄膜との距離と、第3透明部材の端面と第2光学薄膜との距離とが等しいことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention has first to third transparent members having joint surfaces inclined with respect to two parallel surfaces, and the joint surfaces of the first and second transparent members are the first. In a prism that is bonded via an optical thin film and the bonding surfaces of the second and third transparent members are bonded via the second optical thin film, the first and second optical thin films are arranged in parallel from the PBS film. In addition, the distance between the end face of the first transparent member and the first optical thin film is equal to the distance between the end face of the third transparent member and the second optical thin film.
この構成によると、プリズムに例えばP偏光が入射すると第1光学薄膜を透過して出射される。S偏光が入射すると第1光学薄膜及び第2光学薄膜で反射して出射される。プリズムは同じPBS膜から成る第1、第2光学薄膜が両端面から同じ距離に配置されるため点対称に形成される。尚、第1〜第3透明部材をそれぞれ複数の透明部材を接合して形成してもよい。 According to this configuration, for example, when P-polarized light is incident on the prism, it is transmitted through the first optical thin film and emitted. When S-polarized light is incident, it is reflected by the first optical thin film and the second optical thin film and is emitted. Since the first and second optical thin films made of the same PBS film are arranged at the same distance from both end faces, the prism is formed in point symmetry. The first to third transparent members may be formed by joining a plurality of transparent members.
また本発明は、上記構成のプリズムにおいて、第2透明部材に第1、第2光学薄膜を形成し、第1、第2光学薄膜と第1、第3透明部材との間に接着層を設けたことを特徴としている。この構成によると、第1光学薄膜で反射して第2光学薄膜で反射する光は接着層を透過することなく進行する。 According to the present invention, in the prism configured as described above, the first and second optical thin films are formed on the second transparent member, and an adhesive layer is provided between the first and second optical thin films and the first and third transparent members. It is characterized by that. According to this configuration, the light reflected by the first optical thin film and reflected by the second optical thin film proceeds without passing through the adhesive layer.
また本発明は、平行な2面に対して傾斜した接合面を有する第1〜第3透明部材を有し、第1、第2透明部材の両前記接合面を第1光学薄膜を介して接着するとともに第2、第3透明部材の両前記接合面を第2光学薄膜を介して接着されたプリズムにおいて、第2透明部材に第1、第2光学薄膜を形成するとともに第1、第2光学薄膜と第1、第3透明部材との間に接着層を設けたことを特徴としている。この構成によると、第1光学薄膜で反射して第2光学薄膜で反射する光は接着層を透過することなく進行する。 Moreover, this invention has the 1st-3rd transparent member which has a joint surface inclined with respect to two parallel surfaces, and adhere | attaches both the said joint surfaces of a 1st, 2nd transparent member through a 1st optical thin film. In the prism in which both the joint surfaces of the second and third transparent members are bonded via the second optical thin film, the first and second optical thin films are formed on the second transparent member and the first and second optical films are formed. An adhesive layer is provided between the thin film and the first and third transparent members. According to this configuration, the light reflected by the first optical thin film and reflected by the second optical thin film proceeds without passing through the adhesive layer.
また本発明は、一面に対して垂直な面と傾斜した接合面とを有する第1、第2透明部材を有し、第1、第2透明部材の前記接合面を光学薄膜を介して接着するプリズムにおいて、第1透明部材は前記接合面に前記光学薄膜が形成されるとともに垂直な2面に反射防止膜が形成され、前記光学薄膜と第2透明部材との間に接着層を設けたことを特徴としている。この構成によると、反射防止膜が形成された第1透明部材の垂直な2面の一方から入射した光は光学薄膜で反射して他方から出射される。この時、光学薄膜で反射する光は接着層を透過することなく進行する。 Moreover, this invention has a 1st, 2nd transparent member which has a perpendicular | vertical surface and inclined joining surface with respect to one surface, and adhere | attaches the said joining surface of a 1st, 2nd transparent member through an optical thin film. In the prism, the first transparent member has the optical thin film formed on the joint surface and an antireflection film formed on two perpendicular surfaces, and an adhesive layer is provided between the optical thin film and the second transparent member. It is characterized by. According to this configuration, light incident from one of the two perpendicular surfaces of the first transparent member on which the antireflection film is formed is reflected by the optical thin film and emitted from the other. At this time, the light reflected by the optical thin film proceeds without passing through the adhesive layer.
また本発明は、平行な2面に対して傾斜した接合面を有する第1〜第3透明部材を有し、第1、第2透明部材の両前記接合面を第1光学薄膜を介して接着するとともに第2、第3透明部材の両前記接合面を第2光学薄膜を介して接着されたプリズムを備えた光ピックアップ装置において、
第1、第2光学薄膜が平行に設けられたPBS膜から成るとともに、第1透明部材の端面と第1光学薄膜との距離と、第3透明部材の端面と第2光学薄膜との距離とが等しいことを特徴としている。
Moreover, this invention has the 1st-3rd transparent member which has a joint surface inclined with respect to two parallel surfaces, and adhere | attaches both the said joint surfaces of a 1st, 2nd transparent member through a 1st optical thin film. In addition, in the optical pickup device including a prism in which both the joint surfaces of the second and third transparent members are bonded via the second optical thin film,
The first and second optical thin films are composed of PBS films provided in parallel, the distance between the end surface of the first transparent member and the first optical thin film, and the distance between the end surface of the third transparent member and the second optical thin film. Are equal.
また本発明の光ピックアップ装置は、第2透明部材に第1、第2光学薄膜を形成するとともに第1、第2光学薄膜と第1、第3透明部材との間に接着層を設け、第2透明部材に入射するS偏光が第1、第2光学薄膜で反射して第2透明部材から出射されることを特徴としている。 In the optical pickup device of the present invention, the first and second optical thin films are formed on the second transparent member, and an adhesive layer is provided between the first and second optical thin films and the first and third transparent members. The S-polarized light incident on the second transparent member is reflected by the first and second optical thin films and emitted from the second transparent member.
また本発明は、平行な2面に対して傾斜した接合面を有する第1〜第3透明部材を有し、第1、第2透明部材の両前記接合面を第1光学薄膜を介して接着するとともに第2、第3透明部材の両前記接合面を第2光学薄膜を介して接着されたプリズムを備えた光ピックアップ装置において、
第2透明部材に第1、第2光学薄膜を形成するとともに第1、第2光学薄膜と第1、第3透明部材との間に接着層を設け、第2透明部材に入射するS偏光が第1、第2光学薄膜で反射して第2透明部材から出射されることを特徴としている。
Moreover, this invention has the 1st-3rd transparent member which has a joint surface inclined with respect to two parallel surfaces, and adhere | attaches both the said joint surfaces of a 1st, 2nd transparent member through a 1st optical thin film. In addition, in the optical pickup device including a prism in which both the joint surfaces of the second and third transparent members are bonded via the second optical thin film,
The first and second optical thin films are formed on the second transparent member, and an adhesive layer is provided between the first and second optical thin films and the first and third transparent members. The light is reflected by the first and second optical thin films and emitted from the second transparent member.
また本発明は、一面に対して垂直な面と傾斜した接合面とを有する第1、第2透明部材を有し、第1、第2透明部材の前記接合面を光学薄膜を介して接着するプリズムを備えた光学系において、第1透明部材は前記接合面に前記光学薄膜が形成されるとともに前記光学薄膜と第2透明部材との間に接着層を設け、第1透明部材に入射する光が前記光学薄膜で反射して第1透明部材から出射されることを特徴としている。 Moreover, this invention has a 1st, 2nd transparent member which has a perpendicular | vertical surface and inclined joining surface with respect to one surface, and adhere | attaches the said joining surface of a 1st, 2nd transparent member through an optical thin film. In the optical system including the prism, the first transparent member is a light that is incident on the first transparent member by forming the optical thin film on the joint surface and providing an adhesive layer between the optical thin film and the second transparent member. Is reflected from the optical thin film and emitted from the first transparent member.
本発明によると、同じPBS膜を第1、第2透明部材間と第2、第3透明部材間とに平行に設け、第1透明部材の端面と第1光学薄膜との距離と、第3透明部材の端面と第2光学薄膜との距離とが等しいので、第1、第2光学薄膜を同じ成膜工程で形成することができる。従って、プリズムの製造工数を削減することができる。また、光ピックアップ装置にプリズムを設置する際に2つの向きで配置することができる。従って、光ピックアップ装置の製造工数を削減することができる。 According to the present invention, the same PBS film is provided in parallel between the first and second transparent members and between the second and third transparent members, the distance between the end surface of the first transparent member and the first optical thin film, Since the distance between the end face of the transparent member and the second optical thin film is equal, the first and second optical thin films can be formed in the same film forming process. Therefore, the number of prism manufacturing steps can be reduced. Further, when installing the prism in the optical pickup device, it can be arranged in two directions. Therefore, it is possible to reduce the number of manufacturing steps of the optical pickup device.
また本発明によると、平行な2面に対して傾斜した接合面で接合された第1〜第3透明部材から成るプリズムの第2透明部材に第1、第2光学薄膜を形成し、第1、第2光学薄膜と第1、第3透明部材との間に接着層を設けたので、第1光学薄膜で反射して第2光学薄膜で反射する光は接着層を透過することなく進行し、反射光量のロスを低減することができる。 According to the present invention, the first and second optical thin films are formed on the second transparent member of the prism composed of the first to third transparent members joined at the joint surfaces inclined with respect to the two parallel surfaces. Since the adhesive layer is provided between the second optical thin film and the first and third transparent members, the light reflected by the first optical thin film and reflected by the second optical thin film proceeds without passing through the adhesive layer. The loss of the reflected light amount can be reduced.
また本発明によると、一面に対して垂直な面と傾斜した接合面で第1、第2透明部材を接合して成るプリズムの第1透明部材に光学薄膜が形成し、光学薄膜と第2透明部材との間に接着層を設けたので、光学薄膜で反射する光は接着層を透過することなく進行し、反射光量のロスを低減することができる。 Further, according to the present invention, the optical thin film is formed on the first transparent member of the prism formed by joining the first and second transparent members with the surface perpendicular to the one surface and the inclined joint surface, and the optical thin film and the second transparent member are formed. Since the adhesive layer is provided between the members, the light reflected by the optical thin film proceeds without passing through the adhesive layer, and the loss of the reflected light amount can be reduced.
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1は一実施形態の光ピックアップ装置を示すブロック図である。光ピックアップ装置1は波長の異なる光を出射する光源2、3を有している。光ディスクDに応じて光源2、3が択一的に駆動され、波長の異なる光が光ディスクDに照射されるようになっている。光源2、3の出射光の波長として、410nm帯(390nm〜425nm)の青色光及び650nm帯(630nm〜690nm)の赤色光がそれぞれ用いられる。780nm帯(740nm〜820nm)の近赤外線を用いてもよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating an optical pickup device according to an embodiment. The optical pickup device 1 includes
光源2、3の出射光の光路上にはダイクロイックプリズム5が配される。ダイクロイックプリズム5は光路に対して傾斜したダイクロイック膜5eを有している。図2はダイクロイックプリズム5の詳細を示している。ダイクロイックプリズム5は垂直な2面と斜面を有する平面視三角形の透明な基板5a、5b(第1、第2透明部材)の間にダイクロイック膜5e挟んで形成されている。ダイクロイック膜5eは基板5aの斜面に成膜され、ダイクロイック膜5eと基板5bの斜面との間に接着層5gが設けられている。
A
ダイクロイック膜5eは青色光を反射するとともに赤色光を透過する特性を有している。従って、光源2の出射光は入射面5cからダイクロイックプリズム5に入射してダイクロイック膜5eで反射し、出射面5fから光ディスクDの方向に出射される。また、光源3の出射光は入射面5dからダイクロイックプリズム5に入射してダイクロイック膜5eを透過し、出射面5fから光ディスクDの方向に出射される。尚、入射面5c、5d及び出射面5fには各波長の光の反射を防止する反射防止膜9が設けられる。
The
図4はダイクロイックプリズム5の反射特性を示している。縦軸は反射率(単位:%)であり、横軸は波長(単位:nm)である。図中、Aが本実施形態を示しており、Bは比較例を示している。比較例Bは、出射面を有さない基板5bにダイクロイック膜5eを形成してダイクロイック膜5eと基板5aとの間に接着層5gを設けている。
FIG. 4 shows the reflection characteristics of the
同図によると、ダイクロイック膜5eを反射する光が接着層5gを透過しないため、比較例Bに比して反射率が高い。従って、ダイクロイック膜5eを基板5aの斜面に成膜してダイクロイック膜5eと基板5bの斜面との間に接着層5gを設けることによって反射光量のロスを低減することができる。
According to the figure, since the light reflected from the
図1において、ダイクロイックプリズム5とディスクDとの間には、PBSプリズム8、コリメータレンズ4、λ/4板10、回折素子7、集光レンズ11が配されている。PBSプリズム8は光路に対して傾斜した傾斜面を有する透光性の基板8a、8b、8c(第1〜第3透明部材)を貼り合わせて形成され、P偏光を透過してS偏光を反射するPBS膜8d、8e(第1、第2光学薄膜)を有している。
In FIG. 1, a
図3はPBSプリズム8の詳細を示している。基板8a、8cは平面視台形に形成され、光ディスクDに平行な2面と、該2面に対して垂直な端面8j、8kと、該2面に対して傾斜した傾斜面8m、8n(接合面)とを有している。基板8bは平面視平行四辺形に形成され、光ディスクDに平行な2面と該2面に対して傾斜した平行な2つの傾斜面8p、8q(接合面)を有している。尚、PBSプリズム8の光ディスクDに平行な2面には光の反射を防止する反射防止膜9が形成されている。
FIG. 3 shows details of the
基板8bの傾斜面8p、8qにはPBS膜8d、8eが成膜されている。PBS膜8d、8eと基板8a、8cの傾斜面8m、8nとの間に接着層8gが設けられ、基板8a、8b、8cが接着されている。これにより、PBS膜8dで反射してPBS膜8eで反射するS偏光は接着層8gを透過しないため、上記と同様に、反射光量のロスを低減することができる。また、基板8aの端面8jとPBS膜8dとの距離L1と、基板8cの端面8gとPBS膜8eとの距離L2とが等しく形成されている。
図1において、コリメータレンズ4は光源2、3からの出射光をコリメート光に変換する。λ/4板10は光の位相をλ/4ずらし、光源2、3の出射光が光ディスクDの入射時及び反射時に通過することにより位相がλ/2ずれてP偏光がS偏光に変換される。
In FIG. 1, a collimator lens 4 converts light emitted from
回折素子7はホログラム等から成り、波長に応じて集光レンズ11の集光位置を可変する。集光レンズ11は青色光及び赤色光を光ディスクD上に集光する。また、PBSプリズム8のPBS膜8eの反射方向にはフォトダイオード等から成る受光素子12が設けられる。
The
上記構成の光ピックアップ装置1において、光源2から出射される青色光のP偏光はダイクロイック膜5eで反射してPBSプリズム8に導かれる。光源3から出射される赤色光のP偏光はダイクロイック膜5eを透過してPBSプリズム8に導かれる。PBSプリズム8の入射光はPBS膜8dを透過してコリメータレンズ4によりコリメート光に変換される。そして、λ/4板10、回折素子7を介して集光レンズ11により光ディスクDの記録面に集光される。この時、光ディスクDの種類に応じて波長の異なる光の集光位置が回折素子7によって可変される。
In the optical pickup device 1 configured as described above, the P-polarized light of the blue light emitted from the light source 2 is reflected by the
光ディスクDで反射した光は回折素子7、λ/4板10、コリメータレンズ4を透過してPBSプリズム8に入射する。この時、入射光はλ/4板10を2回透過しているためS偏光に変換されている。PBSプリズム8ではS偏光がPBS膜8dで反射してPBS膜8eで反射し、受光素子12により受光される。これにより、光ディスクDの種類が異なっても使用波長に応じた信号を受光素子12で捉えて読み取ることができる。
The light reflected by the optical disk D passes through the
本実施形態によると、PBSプリズム8がPBS膜8d、8eを有しており従来のような反射膜8f(図5参照)が設けられないので、PBS膜8d、8eを同じ成膜工程で形成することができる。従って、PBSプリズム8の製造工数を削減することができる。
According to the present embodiment, the
また、基板8aの端面8jとPBS膜8dとの距離L1と、基板8cの端面8kとPBS膜8eとの距離L2とが等しく形成され、PBSプリズム8が点対称に構成されている。このため、PBSプリズム8は180゜回転しても同じ機能を有するように配置することができる。従って、光ピックアップ装置1にPBSプリズム8を設置する際に2つの向きが許容され、光ピックアップ装置1の製造工数を削減することができる。
Further, the distance L1 between the
また、ダイクロイックプリズム5及びPBSプリズム8内に形成された光学薄膜を、反射光が接着層を透過しないように配置したため、反射光量のロスを低減することができる。尚、光ピックアップ装置1に限られず、光学薄膜を介して透明部材を接着したプリズムを使用した光学系において同様の効果を得ることができる。
Further, since the optical thin film formed in the
本実施形態において、光源2、3からそれぞれ青色光、赤色光を出射しているが、光ディスクDに応じてその他の波長の光を出射してもよい。また、PBSプリズム8のPBS膜8d、8eはP偏光を透過してS偏光を反射しているが、S偏光を透過してP偏光を反射してもよい。
In the present embodiment, blue light and red light are emitted from the
本発明は、CD、CD−R、CD−RW、DVD、DVD−R、DVD−RW、DVD+R、DVD+RW、DVD−RAM、ブルーレイディスク、HD DVD等の情報を読み取る光ピックアップ装置等の光学系に用いることができる。 The present invention is applied to an optical system such as an optical pickup device that reads information such as a CD, a CD-R, a CD-RW, a DVD, a DVD-R, a DVD-RW, a DVD + R, a DVD + RW, a DVD-RAM, a Blu-ray disc, and an HD DVD. Can be used.
1 光ピックアップ装置
2、3 光源
4 コリメータレンズ
5 ダイクロイックプリズム
5a、5b(第1、第2透明部材)
5e ダイクロイック膜
5g 接着層
7 回折素子
8 PBSプリズム
8a〜8c 基板(第1〜第3透明部材)
8d、8e PBS膜(第1、第2光学薄膜)
8f 反射膜
8g 接着層
9 反射防止膜
10 λ/4板
12 受光素子
D 光ディスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical pick-up
8d, 8e PBS films (first and second optical thin films)
8f
Claims (8)
第1、第2光学薄膜が平行に設けられたPBS膜から成るとともに、第1透明部材の端面と第1光学薄膜との距離と、第3透明部材の端面と第2光学薄膜との距離とが等しいことを特徴とする光ピックアップ装置。 The first to third transparent members having joint surfaces inclined with respect to two parallel surfaces, and both the joint surfaces of the first and second transparent members are bonded via the first optical thin film, and the second, In an optical pickup device including a prism in which both joint surfaces of a third transparent member are bonded via a second optical thin film,
The first and second optical thin films are composed of PBS films provided in parallel, the distance between the end surface of the first transparent member and the first optical thin film, and the distance between the end surface of the third transparent member and the second optical thin film. An optical pickup device characterized by equality.
第2透明部材に第1、第2光学薄膜を形成するとともに第1、第2光学薄膜と第1、第3透明部材との間に接着層を設け、第2透明部材に入射するS偏光が第1、第2光学薄膜で反射して第2透明部材から出射されることを特徴とする光ピックアップ装置。 The first to third transparent members having joint surfaces inclined with respect to two parallel surfaces, and both the joint surfaces of the first and second transparent members are bonded via the first optical thin film, and the second, In an optical pickup device including a prism in which both joint surfaces of a third transparent member are bonded via a second optical thin film,
The first and second optical thin films are formed on the second transparent member, and an adhesive layer is provided between the first and second optical thin films and the first and third transparent members. An optical pickup device that is reflected by the first and second optical thin films and is emitted from the second transparent member.
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